(高清版)GBT 13748.20-2024 镁及镁合金化学分析方法 第20部分：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

代替GB/T13748.5—2005,GB/T13748.20—2009镁及镁合金化学分析方法第20部分：元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法Methodsforchemicalanalysisofmagnesiumandmagnesiumalloys—2024-04-25发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T13748《镁及镁合金化学分析方法》的第20部分。GB/T13748已经发布了以下部分：——第1——第2部分：锡含量的测定邻苯二酚紫分光光度法；——第3火焰原子吸收光谱法；——第4部分：锰含量的测定高碘酸盐分光光度法；——第5电感耦合等离子体原子发射光谱法；——第6——第7部分：银含量的测定火焰原子吸收光谱法；——第8部分：稀土含量的测定重量法；——第9部分：铁含量测定邻二氮杂菲分光光度法；——第10部分：硅含量的测定钼蓝分光光度法；——第11部分：铍含量的测定依莱铬氰蓝R分光光度法；——第12部分：铜含量的测定；——第13部分：铅含量的测定火焰原子吸收光谱法；——第14部分：镍含量的测定丁二酮肟分光光度法；——第15部分：锌含量的测定；——第16部分：钙含量的测定火焰原子吸收光谱法；——第17部分：钾含量和钠含量的测定火焰原子吸收光谱法；——第18部分：氯含量的测定氯化银浊度法；——第19部分：钛含量的测定二安替比啉甲烷分光光度法；——第20部分：ICP-AES测定元素含量；——第21部分：光电直读原子发射光谱分析方法测定元素含量；——第22部分：钍含量的测定。本文件代替GB/T13748.5—2005《镁及镁合金化学分析方法第5部分：钇含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》和GB/T13748.20—2009《镁及镁合金化学分析方法第20部分：ICP-AES测定元素含量》,与GB/T13748.5—2005和GB/T13748.20—2009相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：GB/T13748.5—2005的第1章和GB/T13748.20—2009的第1章);b)更改了各待测元素标准溶液等试剂或材料(见第5章，GB/T13748.5—2005的第3章和GB/T13748.20—2009的第3章);c)增加了电感耦合等离子体原子发射光谱仪的检定要求(见第6章);d)更改了称样量、试液体积、分取体积及定容体积的要求(见8.1、8.4,GB/T13748.5—2005的Ⅱe)更改了分析试液的制备和系列标准溶液的配制(见8.4、8.5,GB/T13748.5—2005的6.3、6.4f)更改了测定方法(见8.6,GB/T13748.5—2005的6.5和GB/T13748.20—2009的6.5);g)增加了计算结果表示和修约要求(见第9章);h)更改了精密度(见第10章，GB/T13748.5—2005的第8章和GB/T13748.20—2009的第8章);请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国有色金属工业协会提出。本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。本文件起草单位：中铝郑州有色金属研究院有限公司、广东省科学院工业分析检测中心、昆明冶金研究院有限公司、鹤壁市产品质量检验检测中心、国标(北京)检验认证有限公司、郑州轻研合金科技有限公司、山西银光华盛镁业股份有限公司、辽宁中科力勒检测技术服务有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、上海交通大学、东北轻合金有限责任公司。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：——2009年首次发布为GB/T13748.20—2009; 本次为第一次修订，本次修订并入了GB/T13748.5—2005《镁及镁合金化学分析方法钇含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》。Ⅲ镁及镁合金是重要的金属材料。GB/T13748《镁及镁合金化学分析方法》是镁及镁合金化学分析方法基础标准，对镁及镁合金化学成分分析检测起着重要的作用。该系列标准在镁及镁合金产品研发、贸易结算、化学元素比对等多领域应用广泛，为我国镁及镁合金产品研发、生产、贸易等提供重要的支撑作用。GB/T13748《镁及镁合金化学分析方法》包含了分光光度法、重量法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、光电直读光谱法等多种分析方法。本文件对影响镁及镁合金产品性能的化学GB/T13748《镁及镁合金化学分析方法》系列标准优化整合后，拟发布以下部分：——第1部分：铝含量的测定；——第4部分：锰、锆含量的测定第8部分：稀土含量的测定：——第9部分：铁、硅含量的测定原子吸收光谱法；分光光度法；——第15部分：锌含量的测定；——第18部分：氯含量的测定氯化银浊度法；——第20部分：元素含量的测定——第21部分：元素含量的测定——第22部分：钍含量的测定；——第23部分：元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法；光电直读原子发射光谱法；波长色散X射线荧光光谱法；——第24部分：痕量杂质元素的测定辉光放电质谱法。GB/T13748.20给出了镁及镁合金中30个元素含量的测定。本次修订结合镁及镁合金国内外相析谱线选择等进行了研究，通过精密度与准确度试验验证了方法的可行性，给出了方法的精密度。修订后的标准能够满足当前镁及镁合金生产、贸易、分析检测的需求。1镁及镁合金化学分析方法第20部分：元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法1范围本文件不适用于镁及镁合金化学成分分析的仲裁。表1测定范围元素质量分数%元素质量分数%KAgY2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。2GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定JJG768—2005发射光谱仪3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。试料以稀盐酸或稀硝酸溶解，在稀盐酸或稀硝酸介质中，以氩等离子体光源激发，进行光谱测定，计算各元素的含量，以基体匹配法校正基体对测定的影响。5试剂或材料除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和符合GB/T6682规定的二级水。5.1金属镁(wwg≥99.995%)。5.2过氧化氢(p=1.10g/mL)。5.3氢氟酸(p=1.14g/mL)。5.4盐酸(1+1)。5.5硝酸(1+1)。5.6各待测元素标准贮存溶液，标准贮存溶液的制备见附录A,也可使用有证国家标准溶液。5.7各待测元素标准溶液A:移取10.00mL各待测元素标准贮存溶液(5.6)于100mL容量瓶，用水稀释至刻度，混匀，用时稀释。此溶液1mL含100μg待测元素。5.8各待测元素标准溶液B:移取10.00mL各待测元素标准溶液A(5.7)于100mL容量瓶，用水稀释至刻度，混匀，用时稀释。此溶液1mL含10μg待测元素。5.9各待测元素标准溶液C:移取10.00mL各待测元素标准溶液B(5.8)于100mL容量瓶，用水稀释5.10氩气(体积分数不小于99.99%)。6仪器电感耦合等离子体原子发射光谱仪：设备性能应满足JJG768—2005中B级及以上的规定。根据不同设备选择合适的谱线，推荐的分析谱线见附录B。7样品加工成厚度不大于1mm的碎屑。8试验步骤按表2称取试料，精确至0.0001g。3质量分数%称样量g试液体积V₁mL分取体积V₂mL定容体积V₃mL0.50———>0.10～1.000.25>1.00～17.000.258.2平行试验平行地做两份试验，取其平均值。8.3空白试验随同试料做空白试验。8.4分析试液的制备8.4.1将试料置于300mL烧杯中，加入约20mL水，盖上表皿，根据所含元素或测定元素不同，按以下步骤操作：——当试料不含银时或不测定砷时，分次加入25mL盐酸，待剧烈反应停止后，加入适量过氧化氢或适量硝酸(测定锆时加入2滴～3滴氢氟酸),加热至试料溶解完全，煮沸，冷却至室温，移入——当试料含有银时或测定砷时，分次加入20mL硝酸，待剧烈反应停止后，加热至试料溶解完8.4.2按表2分取相应体积(V₂)的试液(见8.4.1)于100mL(V₃)容量瓶中，补加10mL盐酸(不含银时或不测定砷时)或10mL硝酸(含有银时或测定砷时),以水稀释至刻度，混匀。8.5系列标准溶液的配制8.5.1配制原则系列标准溶液的配制考虑待测元素之间的光谱干扰，有干扰的应分组进行配制。根据样品牌号选择相应的标准系列样品(有证标准物质/标准样品),按分析试液的制备方法(见8.4)配制系列标准溶液，系列标准溶液的数量由精度要求决定，除零点外宜为3个～5个。系列标准溶液也可根据待测元素含量，按照以下方法配制。——工作曲线I(待测元素含量为：0.0002%～0.010%):称取0.50g金属镁于一组300mL烧杯中，分次加入25mL盐酸或20mL硝酸，待剧烈反应停止后，加入适量过氧化氢，加热至完全溶解，冷却后分别移入一组100mL容量瓶中，分别加入0mL、1.00mL、5.00mL、10.00mL标准溶液C(5.9)和5.00mL标准溶液B(5.8),用水稀释至刻度，混匀。 工作曲线Ⅱ(待测元素含量为：>0.010%～0.10%):称取0.50g金属镁于一组300mL烧杯中，分次加入25mL盐酸或20mL硝酸，待剧烈反应停止后，加入适量过氧化氢，加热至完全溶解，冷却后分别移入一组100mL容量瓶中，分别加入0mL、5.00mL、10.00mL标准溶液B(5.8)和2.00mL、5.00mL标准溶液A(5.7),用水稀释至刻度，混匀。4>0.10%～1.00%):称取0.25g金属镁于300mL烧杯中，分次加入25mL盐酸或20mL硝酸，待剧烈反应停止后，加入适量过氧化氢，加热至完全溶解，冷却后移入100mL容量瓶中。分别移取10mL上述溶液于一组100mL容量瓶中，分别加入0mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL标准溶液B(5.8)和3.00mL标准溶液A(5.7),补加10mL盐酸或硝酸，用水稀释至刻度，混匀。 1.00%～17.00%):称取0.25g金属镁于300mL烧杯中，分次加入25mL盐酸或20mL硝酸，待剧烈反应停止后，加入适量过氧化氢，加热至完全溶解，冷却后移入100mL容量瓶中。分别移取5mL上述溶液于一组100mL容量瓶中，分别加入0mL、1.00mL、5.00mL、10.00mL、15.00mL、20.00mL、25.00mL标准溶液A(5.7),补加10mL盐酸或硝酸，用水稀释至刻度，混匀。8.6.1于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上，在仪器运行稳定后，在选择的仪器工作条件下，将系列标准溶液(见8.5)引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪中，在推荐的波长处，测定系列标准溶液(见8.5)中各元素的发射强度，以浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制工作曲线。各元素工作曲线的线性相关系数应不小于0.999,否则应重新进行标准化或重新配制系列标准溶液进行标准化。8.6.2测试分析试液(见8.4)及空白试验溶液(见8.3),从工作曲线上查出被测元素的浓度。9试验数据处理各待测元素的含量以各待测元素的质量分数w,计，按公式(1)计算。 (1)式中：p——自工作曲线上查得各待测元素的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL);p₀——自工作曲线上查得空白试验溶液中各待测元素的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL);V₁——试液体积，单位为毫升(mL);V₃——定容体积，单位为毫升(mL);mo——试料的质量，单位为克(g);V₂——分取体积，单位为毫升(mL)。待测元素含量w₂<0.010%时，计算结果表示至小数点后四位；待测元素含量为0.010%≤w,<0.10%时，计算结果表示至小数点后三位；待测元素含量w₂≥0.10%时，计算结果表示至小数点后两位。数值修约按GB/T8170的规定进行。10精密度在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在表3给出的各元素平均值范围内，两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r),超过重复性限(r)的情况不超过5%,重复性限(r)按表3数据采用线性内插法或外延法求得。5表3重复性限(r)元素质量分数%重复性限r元素质量分数%重复性限rAl0.00360.00030.0100.0040.00710.00040.00410.00030.0160.0020.460.030.0520.0030.070.080.096.210.130.00100.00040.170.00990.0008Fe0.00160.00020.0140.0020.00310.00030.450.020.0110.002Ag0.0500.0020.00020.00010.500.020.00100.00032.010.060.0670.0030.00050.00020.190.010.00300.00060.030.0240.0028.510.160.06Mn0.00890.00064.320.150.0120.0010.00070.00020.170.010.00220.00030.360.020.100.870.030.180.070.24Ni0.00030.0001Na0.00600.00070.00350.00030.0430.0030.0280.0020.240.010.100.00460.00020.250.0500.0020.00250.00040.200.020.960.030.670.030.060.064.600.110.080.00050.00020.280.040.00100.00040.076元素质量分数%重复性限r元素质量分数%重复性限r2.780.096.510.12Nd0.470.020.230.05Y2.110.082.610.104.040.120.190.024.890.140.620.03—0.07在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在表4给出的各元素平均值范围内，两个测试结果绝对差值不大于再现性限(R),超过再现性限(R)的情况不超过5%。再现性限(R)按表4数据采用线性内插法或外延法求得。表4再现性限(R)元素质量分数%再现性限R元素质量分数%再现性限RAl0.00360.0004Mn0.0120.0020.00710.00050.170.020.0160.0030.360.030.0520.0040.870.040.110.096.210.17Ni0.00030.00020.250.00350.0004Fe0.00160.00030.0280.0030.00310.00040.140.0110.0030.350.00020.00020.00250.00060.00100.00040.960.040.0670.0050.090.190.024.600.160.040.00050.00038.510.230.00100.0005Mn0.00890.00090.0100.0067表4再现性限(R)(续)元素质量分数%再现性限R元素质量分数%再现性限R0.00410.00040.00460.00030.460.040.0500.0030.090.200.030.130.670.040.00100.00050.080.00990.00100.120.0140.0030.280.050.450.030.09Ag0.0500.0032.780.100.500.03Nd0.470.032.010.090.060.00050.00032.610.140.00300.00080.190.030.0240.0030.620.040.080.094.320.216.510.160.00070.00030.310.00220.0004Y2.110.100.144.040.160.254.890.190.34Na0.00600.00100.0430.0050.240.02实验室内和实验室间分析结果的差值不应大于表5所列允许差。表5允许差元素质量分数%实验室内允许差%实验室间允许差%Pb0.00210.00030.00040.0210.0020.0038表5允许差(续)元素质量分数%实验室内允许差%实验室间允许差%As0.0100.0010.0020.0500.0020.003Be0.00030.00010.00020.00070.00020.00030.00980.00040.00060.00050.00010.0002K0.0200.0040.0050.220.020.032.530.080.12Pr0.500.020.032.000.070.100.500.020.032.020.100.14Dy0.500.020.030.100.13Yb0.0500.0020.00311质量保证与控制保结果准确。12试验报告试验报告应包括下列内容：——试验对象；——本文件编号；——分析结果及其表示；——与基本分析步骤的差异；——观察到的异常现象；——试验日期。9(资料性)标准贮存溶液的制备A.1铝标准贮存溶液称取1.0000g铝(wʌ≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入30mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.2铁标准贮存溶液称取1.0000g铁(wre≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入40mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.3铜标准贮存溶液称取1.0000g铜(wca≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入20mL硝酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.4锰标准贮存溶液称取1.0000g锰(wnn≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入40mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.5镍标准贮存溶液称取1.0000g镍(wxi≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入40mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.6铅标准贮存溶液称取1.0000g铅(wpn≥99.99%)置于300mL烧杯中，盖上表皿，加入10mL硝酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，煮沸数分钟，驱除氮氧化物，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg铅。A.7锡标准贮存溶液称取0.5000g锡(wsn≥99.99%)置于300mL烧杯中，盖上表皿，加入50mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入500mL容量瓶中，再加入80mL盐酸(1+1),以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg锡。A.8钛标准贮存溶液称取1.0000g钛(wn≥99.99%)于铂坩埚中，加入少许水后，慢慢滴加氢氟酸(p=1.14g/mL)使样品溶解，再滴加硝酸(1+1)将低价钛完全氧化，加入10mL硫酸(1+1),摇匀，加热蒸发至刚冒硫酸白烟，取下冷却后，将溶液移入1000mL容量瓶中，用硫酸(5+95)稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.9锌标准贮存溶液称取1.0000g锌(wzn≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入40mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.10锆标准贮存溶液称取1.7664g氧氯化锆(ZrOCl₂·8H₂O,优级纯)置于400mL烧杯中，加入100mL水及170mL盐酸(1+1)溶解，将溶液移入500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg锆。A.11银标准储备溶液称取1.0000g银(wA≥99.99%)置于300mL烧杯中，加入25mL硝酸(1+1),加热溶解完全后，继续加热煮沸以除去氮的氧化物，冷却，移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含有1mg银。A.12砷标准贮存溶液称取1.3203g三氧化二砷(基准试剂)(预先在100℃~110℃干燥2h,干燥器中冷却后)溶解在10mL氢氧化钠溶液(100g/L)中，加热溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至200mL左右，加入2滴酚酞指示剂，以盐酸(1+1)中和至溶液呈中性并过量2滴，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含有1mg砷。A.13铍标准贮存溶液称取1.0000g铍(wm≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入40mL盐酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含A.14钙标准贮存溶液称取2.4971g碳酸钙(基准试剂)置于400mL烧杯中，加入20mL水，然后滴加盐酸(1+1)至完全溶解，并过量20mL,煮沸驱除二氧化碳，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg钙。A.15镉标准贮存溶液称取1.0000g镉(wca≥99.99%)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入10mL水，30mL硝酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mLA.16铬标准贮存溶液称取预先在140℃烘干的2.8285g重铬酸钾(基准试剂)置于400mL烧杯中，盖上表皿，加入20mL水和20mL盐酸(1+1)溶解。滴加20mL过氧化氢(p=1.10g/mL),放置12h～24h至溶液黄色完全消失，缓慢加热(不煮沸)分解过量的过氧化氢，冷却，将溶液转移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg铬。A.17钾标准贮存溶液称取1.9068g预先在400℃~450℃灼烧至恒量的氯化钾(优级纯)于300mL锥形瓶中，溶于少量水后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含有1mg钾。A.18锂标准储备溶液称取5.3228g碳酸锂(优级纯),加水约150mL,缓慢加入盐酸(1+9)至溶解完全，煮沸除去二氧化碳，冷却后移入1000mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含有1mg锂。A.19钠标准贮存溶液称取2.5421g预先在400℃~450℃灼烧至恒量的氯化钠(优级纯)或2.3051g无水碳酸钠(优级纯),溶于少量水后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液1mL含有1mg钠。A.20锑标准贮存溶液称取1.0000g锑(wsh≥99.99%)置于300mL烧杯中，盖上表皿，加入20mL～30mL硫酸(1+1),缓慢加热至完全溶解，冷却，用硫酸(1+4)将溶液移入1000mL容量瓶中，以硫酸(1+4)稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg锑。A.21锶标准贮存溶液称取3.0420g氯化锶(SrCl₂·6H₂O)置于250mL烧杯中，加入水溶解后，将溶液移入1000mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1mg锶。A.22镧标准贮存溶液称取1.1728g干燥处理过的氧化镧(光谱纯)置于300mL烧杯中，盖上表皿，加入50mL盐酸(1+1),加热使其溶解，冷却后移入1000mL